Приложение A (обязательное). Неопределенность измерений поглощения шума средством индивидуальной защиты органа слуха

Приложение A
(обязательное)

Неопределенность измерений поглощения шума средством индивидуальной защиты органа слуха

A.1 Общие положения

Неопределенности в измерении среднего значения поглощения шума средством индивидуальной защиты органа слуха в соответствии с настоящим стандартом возникают из различных источников, таких как отбор группы испытателей, подгонка средства индивидуальной защиты органа слуха на испытателях, определение испытателями порогового уровня, различие в проведении испытаний разными лицами и администрировании протокола испытаний, влияние звукового поля, окружающего шума и испытательного оборудования и т.д. Представленное ниже описание соответствует описанию, приведенному в ISO/IEC Guide 98-3.

Учитывающая неопределенности модель для расчета значений поглощения шума A для тестовых сигналов, указанных в настоящем стандарте, представляет собой

,

(A.1)

где A _REAT - результат измерения поглощения шума в реальном ухе в соответствии с настоящим стандартом;

 _meth - входная величина, позволяющая учитывать вариации, обусловленные выбором группы испытателей, установкой средства индивидуальной защиты органа слуха, вариативностью определения порога испытателем, вариативностью лица, проводящего испытания, и администрирования протокола, а также вариативностью образца;

 _eq - входная величина, позволяющая учитывать любые отклонения в работе оборудования для генерации тестового сигнала;

 _env - входная величина, позволяющая учитывать влияние неидеальных или изменяющихся условий окружающей среды, таких как звуковое поле и окружающий шум.

Функция плотности вероятности связана с каждым источником неопределенности. Наилучшей оценкой каждого источника является среднее значение. Средние значения -членов в формуле (A.1) принимаются равными нулю, и, таким образом, A _REAT является наилучшей оценкой A. Стандартное отклонение каждого источника i представляет собой оценку стандартной неопределенности u _i, связанной с данным источником.

Суммарная неопределенность u зависит от стандартных неопределенностей u _i от всех источников и их коэффициентов чувствительности c _i, Коэффициент чувствительности представляет собой показатель того, каким образом изменение соответствующей входной величины влияет на величину поглощения шума. Суммарная стандартная неопределенность определяется как квадратный корень из суммы квадратов отдельных стандартных неопределенностей, скорректированных с помощью коэффициентов чувствительности [см. формулу (A.2)]:

,

(А.2)

где u - суммарная неопределенность;

c _i - коэффициент чувствительности источника i;

u _i - стандартная неопределенность источника i.

В модели [формула (А.1)] все распределения вероятностей для стандартных неопределенностей u _i считаются нормальными, а все коэффициенты чувствительности c _i, имеют значение 1.

Примечание - Стандартные неопределенности оцениваются на основе измерений в Федеральном физико-техническом центре, Германия [12], Лаборатории средств индивидуальной защиты, Бразилия [13], [14], скандинавских [10], [15] и европейских циклических испытаниях [16], Национальном институте безопасности и гигиены труда, США [17], Национальных акустических лабораториях, Австралия [18], [19] и дополнены эмпирическими знаниями.

Таблица A.1 иллюстрирует общую оценку входных величин для  _meth,  _eq и  _env. Значение стандартной неопределенности u _meth, связанное с входной величиной  _meth, зависит от частоты. В таблице A.2 величина u _meth указана отдельно для тестовых сигналов в трех частотных диапазонах. Величина неопределенности u _meth больше между лабораториями, чем в пределах одной лаборатории, и, как правило, больше для противошумных вкладышей, чем для противошумных наушников. Предполагается, что значения u _eq и u _env не зависят от частоты.

Стандартные значения неопределенности, приведенные в настоящем приложении, считаются репрезентативными для измерений и оборудования, которые обычно используют при испытаниях средств индивидуальной защиты органа слуха.

Таблица A.1 - Общий вид неопределенности для определения средства индивидуальной защиты органа слуха

Источник	Средняя оценка, дБ	Стандартная неопределенность u i, дБ	Распределение вероятностей	Коэффициент чувствительности c i	Вклад неопределенности u i·c i, дБ
meth	0	u meth	Нормальное	1	u meth
eq	0	u eq	Нормальное	1	u eq
env	0	u env	Нормальное	1	u env

Расширенная неопределенность измерения U ₉₅ вычисляется посредством умножения объединенной стандартной неопределенности и на коэффициент покрытия k = 2 (подходящий для нормально распределенных параметров), таким образом, интервал от A - U ₉₅ до A + U ₉₅ покрывает 95 % значений A.

A.2 Неопределенность в пределах одной лаборатории

Суммарная неопределенность u в пределах одной лаборатории представляет собой стандартное отклонение среднего значения показателя поглощения шума. Она оценивается на основе вычисления стандартного отклонения отдельных значений показателя поглощения шума, деленного на квадратный корень из количества испытателей, т.е. .

Исследования, указанные в A.1, были использованы для определения типичных значений неопределенности. В таблице A.2 показаны вклады оценочных значений неопределенности в пределах одной лаборатории для противошумных вкладышей и противошумных наушников и для различных частотных диапазонов. В таблице A.2 также показаны суммарные и расширенные неопределенности измерений.

Таблица A.2 - Оценки неопределенности в пределах одной лаборатории для среднего значения показателя поглощения шума

Компонент	Вклад неопределенности, дБ
	<250 Гц	от 250 до 4000 Гц	>4000 Гц
u meth - неопределенность среднего значения отдельных значений поглощения шума 16 испытателей
- противошумный вкладыш	1,5	1,0	1,5
- противошумный наушник	1,0	0,6	1,0
u eq - неопределенность для оборудования генерации тестового сигнала	0,2	0,2	0,2
u env - неопределенность для отклонения от идеальной тестовой окружающей среды	0,5	0,5	0,5
Объединенная стандартная неопределенность u
- для противошумного вкладыша	1,6	1,1	1,6

- для противошумного наушника	1,1	0,8	1,1
Расширенная неопределенность измерения U 95
- для противошумного вкладыша	3,2	2,3	3,2
- для противошумного наушника	2,3	1,6	2,3
Примечание - Перед округлением до одного десятичного знака все вычисления производятся с полной точностью.

Для определенного набора измерений на конкретной испытательной площадке и для конкретного средства индивидуальной защиты органа слуха объединенная неопределенность может быть рассчитана исходя из значений показателей поглощения шума, полученных для отдельных людей. Это показано в приведенном ниже примере.

В таблице A.3 приведен пример данных о противошумных наушниках из конкретной лаборатории, измеренных в соответствии с настоящим стандартом. Суммарную стандартную неопределенность вычисляют в данной таблице как экспериментальное стандартное отклонение среднего значения, также называемое стандартной ошибкой среднего значения. Обращают внимание, что это значение может быть рассчитано на основе данных о поглощении шума, полученных в конкретной лаборатории.

Таблица A.3 - Пример данных для испытаний противошумных наушников в дБ для конкретной лаборатории

Испытатель	Частота, Гц
	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	9,6	13,5	27,5	32,4	35,2	29,1	28,5
2	14,1	20,2	25,8	32,0	28,9	35,3	35,7
3	21,8	27,8	28,3	46,6	37,4	40,1	38,7
4	18,5	22,2	36,5	44,8	39,1	30,6	33,5
5	15,6	21,9	31,8	42,5	38,9	38,3	37,1
6	18,7	28,6	31,3	39,0	35,6	35,3	29,4
7	23,0	26,5	34,0	41,3	40,8	38,7	35,9
8	17,3	21,7	25,0	30,7	38,6	37,9	40,8
9	19,4	19,6	28,0	36,6	40,7	34,9	39,4
10	11,6	20,4	22,6	38,0	39,2	33,9	30,3
11	20,5	21,8	29,2	40,7	36,2	35,7	38,4
12	18,3	19,6	26,2	34,6	32,7	34,9	26,6
13	15,1	17,5	30,1	39,0	39,4	38,2	39,5
14	21,7	20,8	28,3	39,5	38,1	40,0	38,4
15	15,9	17,8	26,0	40,6	38,0	40,2	37,2
16	11,8	18,4	29,6	37,2	40,8	36,0	29,9
Среднее значение	17,1	21,1	28,8	38,5	37,5	36,2	35,0
Стандартное отклонение	3,9	3,9	3,5	4,5	3,2	3,2	4,6
Объединенная стандартная неопределенность	1,0	1,0	0,9	1,1	0,8	0,8	1,1
Расширенная неопределенность измерения U 95	2,0	1,9	1,7	2,2	1,6	1,6	2,3
Примечание 1 - Данные в каждой строке для каждого испытателя представляют индивидуальное значение показателя поглощения шума на каждой испытательной частоте. Примечание 2 - Перед округлением до одного десятичного знака все вычисления производятся с полной точностью.

Руководство по оценке двух измерений значения показателя поглощения шума средством индивидуальной защиты органа слуха приведено в приложении B.